Чарльз Флауэрс - 10 ЗАПОВЕДЕЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ИДЕИ XX ВЕКА

Проблема заключается не в том, что мы не можем найти разумные ответы на столь важные вопросы, а в возможном отсутствии таких ответов вообще. Разница в характере стоящих перед нами двух типов тайн и неизвестностей настолько существенна, что мне хочется рассмотреть ее отдельно. Действительно, мы часто сталкиваемся с двумя принципиально разными типами задач. Например, астрономы давно бьются над загадкой того, что яркость полной Луны почему-то примерно в 10 раз превышает яркость полумесяца. У них есть несколько теорий на этот счет, однако практически никто из ученых не сомневается (и это имеет принципиальное значение для обсуждаемого вопроса), что какое-то физическое объяснение этого странного эффекта существует и рано или поздно будет найдено. Такие загадки очень распространены не только в науке, но и в обычной жизни (я, например, не знаю точно, почему метеорологи обычно присваивают ураганам и штормам красивые женские имена, но уверен, что какое-то разумное объяснение этой закономерности существует). В отличие от таких «принципиально разрешимых» загадок, квантовая механика предлагает нам задачи с принципиально неоднозначными решениями, вследствие чего мы не можем больше полагаться даже на прямые измерения, наблюдения или факты, поскольку все вокруг нас содержит «кванты неопределенности».

Восприятие и осознание этой ситуации подвергает серьезному испытанию разум и чувства многих исследователей. Квантовая физика утверждает, что окружающая нас Вселенная иррациональна и представляет собой набор неопределенностей и потенциальных вероятностей, а вовсе не материальные объекты, подчиняющиеся строгим и постоянным законам. Гейзенберг установил, что мы не можем точно измерить координату и импульс частицы, но квантовая реальность оказалась значительно сложнее для восприятия, так как две эти величины одновременно не могут иметь точных значений в принципе (независимо от того, измеряет ли кто-то эти значения или нет) и это сбивает с толку любого физика. Вообще говоря, невозможно представить себе, что целая Вселенная, построенная из микрочастиц-кирпичиков с иррациональным поведением, может развиваться в соответствии хоть с каким-либо божественным или своим собственным предназначением. С другой стороны, отсутствие какого-либо общего плана означает невозможность детерминированных действий и поступков, поскольку в такой модели судьбы Вселенной на всех уровнях (галактики, планеты, белковые молекулы или отдельные нейроны в нервной системе человека) определяются лишь случайными сочетаниями и коллапсами волновых функций.

Идея о недетерминированности последствий физических актов или наших поступков имеет огромное значение для науки, философии и метафизики, независимо от возможных дополнительных толкований или замечаний. Новые идеи и модная терминология сумели «заразить» даже некоторые сферы литературы и поведения, не говоря уже о досужих вымыслах не очень умных популяризаторов науки. Собственно говоря, принцип дополнительности не имеет особого значения для нормальной человеческой жизни (не считая каких-то искусственных ситуаций, когда человек, например, пытается создать себе алиби или устроить глупый розыгрыш). Открытая Гейзенбергом квантовая неопределенность, о которой шла речь, относится к разряду «внутреннего распорядка физики» и описывает только поведение микроскопических объектов.

Существует известный эксперимент с рассеянием фотонов на двух параллельных щелях (он почти всегда входит в практикум студентов-физиков старших курсов), который используют для демонстрации волновых свойств света, поскольку рассеянные фотоны образуют интерференционную картину, характерную для любых волновых процессов. Дело в том, что при интерференции волн происходит их взаимное усиление или ослабление, создающее светлые и темные полосы на экране (именуемые на физическом языке отрицательным или положительным наложением), так что этот эксперимент совершенно ясен и понятен.

Однако обычно бедным студентам-физикам тут же демонстрируют еще один, очень похожий эксперимент, который представляется совершенно непонятным и ненаглядным. Пропуская единичные фотоны (т. е. заведомые частицы) через одну-единственную щель, студент естественно ожидает получить картину рассеяния разрозненных частиц, но вместо этого неожиданно вновь видит интерференционную картину! Электроны как бы «знают», что они являются в действительности волнами, и, соответственно, «выбирают» нужные траектории, соответствующие их волновой природе. В некотором смысле это означает также, что при рассеянии на двух щелях электроны одновременно проходят через обе щели.